2025步步高大一輪復(fù)習(xí)講義高考生物人教版 第三單元　專題突破1　實(shí)驗(yàn)技能解題策略含答案

2025步步高大一輪復(fù)習(xí)講義高考生物人教版第三單元專題突破1實(shí)驗(yàn)技能解題策略含答案專題突破1實(shí)驗(yàn)技能解題策略一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的原則注：單一變量原則和等量原則的目的是完全統(tǒng)一的，只不過強(qiáng)調(diào)的側(cè)重點(diǎn)不同。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本程序?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)程序：書寫實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹鷷鴮憣?shí)驗(yàn)原理→提出假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路→完善實(shí)驗(yàn)步驟→分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和得出結(jié)論。1．書寫實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡囊话銓懛椤膀?yàn)證……”。(2)探究性實(shí)驗(yàn)：首先分析實(shí)驗(yàn)的自變量和因變量。此類實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊话銜鴮憺椤疤骄孔宰兞繉?duì)因變量的影響”“探究自變量與因變量的關(guān)系”“探究自變量的作用”等等。典例突破1科學(xué)施肥可使作物接近最高產(chǎn)量而又不會(huì)造成肥料浪費(fèi)。實(shí)驗(yàn)表明鋅肥的施用量與番茄的果實(shí)產(chǎn)量密切相關(guān)，如圖為實(shí)驗(yàn)結(jié)果曲線圖，請(qǐng)完善本探究實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。?shí)驗(yàn)?zāi)康模篲________________________________________________________________。答案探究鋅肥施用量對(duì)番茄果實(shí)產(chǎn)量的影響(或探究種植番茄時(shí)施用鋅肥的最佳濃度范圍)2．書寫實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理的確認(rèn)與書寫：實(shí)驗(yàn)原理就是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)，書寫基本思路概括為“已知條件找變量→根據(jù)目的提結(jié)論→依據(jù)材料判結(jié)果→結(jié)論結(jié)果巧聯(lián)系→組織語言寫原理”。典例突破2為驗(yàn)證胰島素具有降低血糖的作用，以小鼠活動(dòng)狀況為觀察指標(biāo)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案如下：(1)將正常小鼠隨機(jī)分成A、B兩組，觀察并記錄其活動(dòng)狀況。(2)A組小鼠注射適量胰島素溶液，B組小鼠注射等量生理鹽水。一段時(shí)間后，A組小鼠會(huì)出現(xiàn)活動(dòng)減少，甚至昏迷等低血糖癥狀，B組小鼠活動(dòng)狀況無變化。(3)A組小鼠出現(xiàn)低血糖癥狀后，分別給A、B兩組小鼠注射等量葡萄糖溶液。一段時(shí)間后，A組小鼠低血糖癥狀緩解，B組小鼠活動(dòng)狀況無變化。該實(shí)驗(yàn)方案可以說明胰島素具有降低血糖的作用，則該實(shí)驗(yàn)的原理是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案體內(nèi)胰島素含量過高時(shí)，引起血糖濃度下降，機(jī)體出現(xiàn)活動(dòng)減少，甚至昏迷等低血糖癥狀，此癥狀可以通過注射葡萄糖來緩解思維導(dǎo)圖3．提出假設(shè)假設(shè)是指用來說明某種現(xiàn)象，但未經(jīng)證實(shí)的論題，是對(duì)課題涉及的主要變量之間相互關(guān)系的設(shè)想，是研究者對(duì)研究結(jié)果預(yù)先賦予的答案，是一種可能的解釋和說明。提出的假設(shè)可能正確，也可能錯(cuò)誤，但必須能解釋題目現(xiàn)象或與題干相符，一般情況下，若是實(shí)驗(yàn)中要求寫出你的假設(shè)，我們應(yīng)根據(jù)自己平常積累的知識(shí)，寫出認(rèn)為最可能的一種假設(shè)。典例突破3當(dāng)環(huán)境中存在一定濃度的某些致突變物時(shí)，會(huì)導(dǎo)致染色體斷裂，不含著絲粒的斷裂片段在有絲分裂時(shí)不能進(jìn)入子細(xì)胞核中，而是在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中形成橢圓形異常結(jié)構(gòu)，稱為微核，微核與主核有相同染色效果，但體積較小(如圖所示)。某研究所在蝴蝶蘭培育的過程中使用了磷胺殺蟲劑，發(fā)現(xiàn)磷胺的污染可能導(dǎo)致細(xì)胞中出現(xiàn)微核，研究人員以蝴蝶蘭根尖細(xì)胞為實(shí)驗(yàn)材料，通過觀測統(tǒng)計(jì)出微核率和微核細(xì)胞率的大小，來探究磷胺對(duì)染色體的影響。若下圖為研究小組在探究過程中某一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，則該實(shí)驗(yàn)結(jié)果的假設(shè)是______________________________________________________________________________。答案磷胺污染程度和污染持續(xù)時(shí)間與植物細(xì)胞的微核細(xì)胞率呈正相關(guān)4．設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路思路是“想法”，是較為粗線條的思考過程，其要求“言簡意賅”。比如：用某種方法處理某種材料，觀察其對(duì)某方面的影響效果。一般須體現(xiàn)“對(duì)照思想”，顯示自變量和因變量，對(duì)無關(guān)變量表述時(shí)，應(yīng)注意體現(xiàn)“相同且適宜”。注意自變量的處理方法(1)“加”或“減”：例如驗(yàn)證甲狀腺激素的生理作用——“加”即口服或注射該激素；“減”即手術(shù)切除甲狀腺法。(2)“換”：如探究溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)，對(duì)自變量溫度無法“加”或“減”，就用“換”的方法。典例突破4(2019·全國Ⅰ，29節(jié)選)將生長在水分正常土壤中的某植物通過減少澆水進(jìn)行干旱處理，該植物根細(xì)胞中溶質(zhì)濃度增大，葉片中的脫落酸(ABA)含量增高，葉片氣孔開度減小。有研究表明：干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的，而是由ABA引起的。請(qǐng)以該種植物的ABA缺失突變體(不能合成ABA)植株為材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這一結(jié)論。要求簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果。答案實(shí)驗(yàn)思路：取ABA缺失突變體植株在正常條件下測定氣孔開度，經(jīng)干旱處理后，再測定氣孔開度。預(yù)期結(jié)果是干旱處理前后氣孔開度不變。將上述經(jīng)干旱處理的ABA缺失突變體植株分成兩組，在干旱條件下，一組進(jìn)行ABA處理，另一組作為對(duì)照組，一段時(shí)間后，分別測定兩組的氣孔開度。預(yù)期結(jié)果是ABA處理組氣孔開度減小，對(duì)照組氣孔開度不變。解析本實(shí)驗(yàn)需先設(shè)計(jì)干旱處理與非干旱處理的對(duì)照，證明干旱條件下氣孔開度減小不是由缺水直接引起的；再設(shè)計(jì)在干旱條件下ABA處理組與非ABA處理組的對(duì)照，證明干旱條件下氣孔開度減小是由ABA引起的。5．完善實(shí)驗(yàn)步驟步驟是“做法”，是更為“細(xì)節(jié)化”的操作流程，其要求“精確細(xì)致”。必須體現(xiàn)“自變量”如何設(shè)置，“因變量”如何獲得，“無關(guān)變量”如何保證相同且適宜。實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)的一般程序：典例突破5現(xiàn)有新發(fā)現(xiàn)的一種感染人體A細(xì)胞的病毒C，請(qǐng)利用所提供的材料用具，設(shè)計(jì)兩種方法探究病毒C的遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA。材料用具：一定數(shù)量的無放射性的A細(xì)胞、無放射性的A細(xì)胞培養(yǎng)液，含有32P標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷酸的A細(xì)胞的培養(yǎng)液、含有32P標(biāo)記尿嘧啶核糖核苷酸的A細(xì)胞的培養(yǎng)液、無放射性的病毒C等。實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：取一定數(shù)量的A細(xì)胞分成等量的甲、乙兩組，用含有32P標(biāo)記胸腺嘧啶脫氧核苷酸的培養(yǎng)液培養(yǎng)甲組的A細(xì)胞，用______________________________________________培養(yǎng)乙組的A細(xì)胞。第二步：將____________________平均分成兩份，分別感染甲、乙兩組培養(yǎng)的A細(xì)胞。第三步：在其他條件相同且適宜的情況下培養(yǎng)一段時(shí)間后，檢測_____________________。預(yù)期結(jié)果及結(jié)論：(1)若________________________________，則病毒C是DNA病毒。(2)若________________________________，則病毒C是RNA病毒。答案含有32P標(biāo)記尿嘧啶核糖核苷酸的培養(yǎng)液無放射性的病毒C子代病毒的放射性(1)甲組產(chǎn)生的子代病毒C有放射性，而乙組產(chǎn)生的子代病毒C無放射性(2)甲組產(chǎn)生的子代病毒C無放射性，而乙組產(chǎn)生的子代病毒C有放射性6．分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和得出結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)果是通過觀察或測量得到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)結(jié)論是根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)實(shí)驗(yàn)因變量與自變量關(guān)系進(jìn)行分析，得出的具有普遍意義的理論性結(jié)論。實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出必須依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論的一般方法：(1)明確自變量：通過實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)的對(duì)照組設(shè)置或步驟，根據(jù)單一因素不同，找出實(shí)驗(yàn)自變量。(2)明確自變量和因變量的關(guān)系：分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果(因變量)與實(shí)驗(yàn)控制的單一因素(自變量)之間的邏輯關(guān)系，得出正確結(jié)論。(3)在有些實(shí)驗(yàn)中，還要根據(jù)各對(duì)照組中得出的“分結(jié)論”，綜合為“全面(總)結(jié)論”。(4)在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)橐?yàn)證的事實(shí)是正確的，實(shí)驗(yàn)結(jié)果只有一種，實(shí)驗(yàn)結(jié)論即是實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的事實(shí)。在探究實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)結(jié)果是未知的，可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有多種，因此對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論也有多種，不同的結(jié)果對(duì)應(yīng)不同的結(jié)論。典例突破6褪黑素是一種由松果體分泌的小分子激素，能夠調(diào)節(jié)機(jī)體免疫和睡眠作用。某研究小組采用小鼠口服褪黑素方法對(duì)其調(diào)節(jié)免疫的功能進(jìn)行研究，結(jié)果如表?；卮鹣铝袉栴}：測定組別脾淋巴細(xì)胞增殖能力(相對(duì)值)NK淋巴細(xì)胞活性(相對(duì)值)抗體生成細(xì)胞數(shù)量(相對(duì)值)對(duì)照組111低劑量組1.311.621.05高劑量組1.051.161.03(1)實(shí)驗(yàn)前，小鼠體內(nèi)的褪黑素經(jīng)體液運(yùn)輸至全身各處，調(diào)節(jié)著小鼠自身免疫功能。據(jù)表中信息分析，褪黑素可能作用的細(xì)胞有_________________________________(答出兩點(diǎn)即可)。(2)體內(nèi)的NK淋巴細(xì)胞能夠識(shí)別并消除腫瘤或病毒感染的細(xì)胞，說明NK淋巴細(xì)胞能參與________免疫過程。據(jù)表結(jié)果分析，褪黑素對(duì)機(jī)體免疫能力的調(diào)節(jié)作用與其________有關(guān)。(3)綜合上述分析，推測褪黑素能夠增強(qiáng)機(jī)體免疫能力的機(jī)理是_______________________。(4)研究發(fā)現(xiàn)，褪黑素還能調(diào)節(jié)小鼠睡眠時(shí)間。請(qǐng)利用以下實(shí)驗(yàn)材料及用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究褪黑素對(duì)小鼠睡眠的影響。簡要寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路并預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果。實(shí)驗(yàn)材料及用具：睡眠情況相同的健康小鼠若干只，一定劑量的褪黑素溶液，生理鹽水，計(jì)時(shí)器等。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路：______________________________________________________________。預(yù)期結(jié)果及結(jié)論：____________________________________________________________。答案(1)脾淋巴細(xì)胞、NK淋巴細(xì)胞、抗體生成細(xì)胞(2)細(xì)胞劑量(3)褪黑素通過促進(jìn)脾淋巴細(xì)胞增殖、提高NK淋巴細(xì)胞活性和促進(jìn)抗體生成細(xì)胞數(shù)量增多來增強(qiáng)機(jī)體免疫能力(合理即可)(4)將小鼠隨機(jī)均分為甲、乙兩組，甲組口服一定劑量的褪黑素溶液，乙組口服等量的生理鹽水，在相同環(huán)境中飼養(yǎng)，記錄兩組小鼠每天的睡眠時(shí)長若甲組小鼠平均睡眠時(shí)間比乙組長，則褪黑素能延長小鼠睡眠時(shí)間；反之褪黑素能縮短小鼠睡眠時(shí)間三、實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)與修訂試題的解答思路典例突破7研究者以小鼠為實(shí)驗(yàn)材料，探討動(dòng)物腦中VMN區(qū)域與血糖調(diào)節(jié)的關(guān)系?；卮鹣铝袉栴}：(1)向正常小鼠VMN區(qū)神經(jīng)元中轉(zhuǎn)入基因表達(dá)載體，指導(dǎo)合成的蛋白會(huì)被光激活，進(jìn)而激活氯離子通道蛋白，使氯離子流入細(xì)胞內(nèi)。①當(dāng)向VMN區(qū)神經(jīng)元照光后，VMN區(qū)神經(jīng)元____________(填“不興奮”或“興奮”)。②研究者用胰島素處理小鼠，創(chuàng)設(shè)低血糖條件，照光一段時(shí)間，檢測小鼠的血糖含量，發(fā)現(xiàn)VMN區(qū)神經(jīng)元參與低血糖條件下血糖含量的恢復(fù)。(2)進(jìn)一步研究VMN區(qū)神經(jīng)元對(duì)血糖含量的影響。向正常小鼠VMN區(qū)神經(jīng)元中轉(zhuǎn)入另一基因表達(dá)載體(此類小鼠稱為S鼠)，指導(dǎo)合成的蛋白可被光激活使得此區(qū)神經(jīng)元產(chǎn)生興奮。以S鼠為實(shí)驗(yàn)材料，驗(yàn)證正常血糖濃度下，若VMN區(qū)神經(jīng)元興奮，則機(jī)體血糖含量會(huì)升高這一推測。①實(shí)驗(yàn)方案：對(duì)照組用胰島素處理后的低血糖S鼠，在適宜的光照條件下照射VMN區(qū)神經(jīng)元一段時(shí)間；實(shí)驗(yàn)組用血糖含量正常的S鼠，在適宜的光照條件下照射VMN區(qū)神經(jīng)元一段時(shí)間。隨時(shí)間推移檢測兩組鼠的血糖含量。請(qǐng)指出實(shí)驗(yàn)方案的不當(dāng)之處，并做修正：_______________________________________。②支持推測的結(jié)果是：_______________________________________________________。答案(1)①不興奮(2)①該實(shí)驗(yàn)方案的自變量設(shè)置不對(duì)，對(duì)照組應(yīng)用血糖含量正常的S鼠，且VMN區(qū)神經(jīng)元不照光②兩組鼠初始血糖含量相同，一段時(shí)間后，與初始血糖含量相比，對(duì)照組無明顯差異，實(shí)驗(yàn)組顯著升高解析(1)①由于向正常小鼠VMN區(qū)神經(jīng)元中轉(zhuǎn)入基因表達(dá)載體，指導(dǎo)合成的蛋白會(huì)被光激活，進(jìn)而激活氯離子通道蛋白，使氯離子流入細(xì)胞內(nèi)，抑制興奮產(chǎn)生，因此當(dāng)向VMN區(qū)神經(jīng)元照光后，VMN區(qū)神經(jīng)元不興奮。(2)①實(shí)驗(yàn)?zāi)康臑椤膀?yàn)證正常血糖濃度下，若VMN區(qū)神經(jīng)元興奮，則機(jī)體血糖含量會(huì)升高”，則實(shí)驗(yàn)自變量為VMN區(qū)神經(jīng)元是否興奮，因變量為機(jī)體血糖含量，實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循對(duì)照原則與單一變量原則，故該實(shí)驗(yàn)方案的自變量設(shè)置不對(duì)，對(duì)照組應(yīng)用血糖含量正常的S鼠，且VMN區(qū)神經(jīng)元不照光。②兩組鼠初始血糖含量相同，一段時(shí)間后，與初始血糖含量相比，若對(duì)照組S鼠血糖含量無明顯差異，實(shí)驗(yàn)組S鼠血糖含量顯著升高，則支持“正常血糖濃度下，若VMN區(qū)神經(jīng)元興奮，則機(jī)體血糖含量會(huì)升高”這一推測。課時(shí)精練一、選擇題1．實(shí)驗(yàn)者利用猩猩做研究，發(fā)現(xiàn)正常猩猩飼喂攜帶諾如病毒的食物后發(fā)病。再用其他正常猩猩做同樣的實(shí)驗(yàn)，其目的是遵循實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的()A．控制變量原則 B．完整性原則C．平行重復(fù)原則 D．對(duì)照原則答案C解析實(shí)驗(yàn)者用其他正常猩猩做同樣的實(shí)驗(yàn)以避免結(jié)果的偶然性，使得出的結(jié)論準(zhǔn)確、科學(xué)，遵循平行重復(fù)性原則，C正確。2．對(duì)照原則是科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的重要原則，下列實(shí)驗(yàn)中對(duì)照組的設(shè)計(jì)，錯(cuò)誤的是()A．還原糖的鑒定實(shí)驗(yàn)中，可以設(shè)置清水組和葡萄糖組作對(duì)照B．血漿對(duì)pH的調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)中對(duì)照組也應(yīng)該分別滴加相應(yīng)劑量的HCl和NaOHC．探究水溫對(duì)加酶洗衣粉的效果影響實(shí)驗(yàn)，分別設(shè)置0℃和100℃作對(duì)照D．探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式實(shí)驗(yàn)中兩組均為實(shí)驗(yàn)組，相互對(duì)照答案C解析還原糖的鑒定實(shí)驗(yàn)中，是否含有葡萄糖(還原糖)是自變量，可以設(shè)置清水組和葡萄糖組作對(duì)照，A正確；血漿對(duì)pH的調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)中，酸性條件和堿性條件為無關(guān)變量，故對(duì)照組也應(yīng)該分別滴加相應(yīng)劑量的HCl和NaOH，B正確；探究水溫對(duì)加酶洗衣粉的效果影響實(shí)驗(yàn)中，高溫、低溫均為實(shí)驗(yàn)組，但設(shè)置0℃和100℃作對(duì)照，溫度梯度過大，且實(shí)際生活中不用100℃水洗衣服，C錯(cuò)誤；探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式實(shí)驗(yàn)中，兩組均為實(shí)驗(yàn)組(都人為控制了變量，都是實(shí)驗(yàn)組)，相互對(duì)照，屬于對(duì)比實(shí)驗(yàn)，D正確。3．(2024·江蘇基地大聯(lián)考高三檢測)為高效分離高質(zhì)量的椪柑原生質(zhì)體，科研人員采用組合酶液Ⅰ(2%纖維素酶R＋2%離析酶)與組合酶液Ⅱ(2%纖維素酶W＋2%離析酶)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過程中加入適量的甘露醇，結(jié)果如圖，其中活性氧會(huì)影響原生質(zhì)體的再生。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．兩實(shí)驗(yàn)中溫度、pH、酶解時(shí)間必須相同B．纖維素酶催化的實(shí)質(zhì)是降低反應(yīng)的活化能C．加入的甘露醇具有維持溶液滲透壓的作用D．使用組合酶液Ⅱ獲取原生質(zhì)體的效果較好答案A解析兩種組合酶液中酶的種類不同，為保證單一變量，應(yīng)控制好無關(guān)變量，故應(yīng)在各自酶的最適溫度和pH下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，酶的用量和酶解時(shí)間必須相同，A錯(cuò)誤。4．“誘導(dǎo)契合”學(xué)說解釋酶的專一性時(shí)認(rèn)為酶與底物在空間距離上彼此接近時(shí)，酶受底物分子的誘導(dǎo)，其構(gòu)象發(fā)生有利于底物結(jié)合的變化，從而互補(bǔ)契合進(jìn)行反應(yīng)。蚯蚓蛋白酶Ⅱ能分別與CTH和CU進(jìn)行反應(yīng)，某實(shí)驗(yàn)小組為了驗(yàn)證“誘導(dǎo)契合”進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：①蚯蚓蛋白酶Ⅱ中加入CTH，待反應(yīng)結(jié)束后，再加入CU，并測定酶活性；②蚯蚓蛋白酶Ⅱ中加入CTH，待反應(yīng)結(jié)束后，再加入CTH，并測定酶活性。則支持“誘導(dǎo)契合”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)為()A．第①組的酶活性基本不變，第②組的酶活性顯著下降B．第①組的酶活性顯著下降，第②組的酶活性基本不變C．第①組的酶活性基本不變，第②組的酶活性也基本不變D．第①組的酶活性顯著下降，第②組的酶活性也顯著下降答案B解析根據(jù)題意可知，“誘導(dǎo)契合”模型中酶受底物分子的誘導(dǎo)，其構(gòu)象發(fā)生有利于底物結(jié)合的變化，從而互補(bǔ)契合進(jìn)行反應(yīng)。因此第①組中蚯蚓蛋白酶Ⅱ中加入CTH，待反應(yīng)結(jié)束后，由于先加入的CTH會(huì)誘導(dǎo)酶的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生改變而利于和CTH結(jié)合，因此加入CU時(shí)，酶不易再和CU結(jié)合，酶的活性會(huì)顯著下降；第②組中蚯蚓蛋白酶Ⅱ中加入CTH，待反應(yīng)結(jié)束后，再加入CTH，此時(shí)的酶仍能和CTH結(jié)合，因此，酶的活性基本不變，B符合題意。5．CL31是一種新型減肥藥，為了研究該藥物作用機(jī)制，某生物學(xué)習(xí)小組利用體外培養(yǎng)的小鼠脂肪細(xì)胞進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，各組處理及結(jié)果如圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()組別1組2組3組4組生理鹽水＋＋＋＋腎上腺素－＋－－CL31－－＋＋腎上腺素受體抗體－－－＋(注：“＋”代表加入，“－”代表不加入)A．本實(shí)驗(yàn)中，1組和2組都是對(duì)照組，3組和4組是實(shí)驗(yàn)組B．CL31減肥的原理是促進(jìn)脂肪細(xì)胞中脂肪的氧化分解達(dá)到減肥目的C．CL31通過腎上腺素受體作用于脂肪細(xì)胞D．腎上腺素受體抗體能與CL31結(jié)合，使CL31不能起作用答案D解析對(duì)比2、3、4組可知，CL31可能有類似腎上腺素的作用，但不能說明腎上腺素受體抗體能與CL31結(jié)合，D錯(cuò)誤。6．為獲得糖尿病小鼠模型并將其應(yīng)用于疾病和藥物的開發(fā)研究，研究人員向甲組健康小鼠注射一定量的W物質(zhì)，向乙組健康小鼠注射等量的生理鹽水，連續(xù)注射多天后，測得甲組小鼠的血糖濃度高于乙組小鼠的。下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)的敘述，正確的是()A．實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明糖尿病小鼠建模成功B．實(shí)驗(yàn)過程中，甲、乙兩組小鼠應(yīng)禁食，以保證檢測結(jié)果準(zhǔn)確C．W物質(zhì)主要破壞了胰島B細(xì)胞的分泌功能D．若W物質(zhì)破壞了胰島素受體，則可獲得糖尿病小鼠模型答案D解析由題意知，甲組小鼠的血糖濃度高于乙組小鼠的，并不能說明甲組或乙組小鼠是糖尿病小鼠模型，A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)過程中禁食會(huì)使小鼠整體血糖水平偏低，不能使結(jié)果更準(zhǔn)確，B錯(cuò)誤；由兩組實(shí)驗(yàn)可知，W物質(zhì)使小鼠血糖升高，但其不一定會(huì)破壞胰島B細(xì)胞的分泌功能，C錯(cuò)誤；若W物質(zhì)破壞了胰島素受體，小鼠體內(nèi)的胰島素?zé)o法發(fā)揮作用，不能降低血糖，則可獲得糖尿病小鼠模型，D正確。7．某興趣研究小組為研究日照長短對(duì)菊花開花的影響，用不同日照長度對(duì)菊花頂部花芽和下部葉片作四組不同處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．該實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄烤栈ǜ惺芄庵芷诖碳さ牟课皇腔ㄑ窟€是葉片B．由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可推知，菊花感受光周期刺激的部位是下部葉片C．若菊花提前開花，可在夜間進(jìn)行閃爍光處理或延長日照時(shí)間D．菊花的開花受基因表達(dá)、植物激素和環(huán)境因素的共同調(diào)節(jié)答案C解析根據(jù)實(shí)驗(yàn)的單一變量原則，自變量是光周期和光周期處理部位，因變量是植物是否開花，故本實(shí)驗(yàn)探究的是菊花感受光周期刺激的部位是頂部的花芽還是下部的葉片，A正確；從圖中可知，無論是長日照還是短日照處理頂部花芽，只要用短日照處理下部葉片，植物都開花，說明菊花開花感受光周期刺激的部位是植物體的下部葉片，B正確；由圖中實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以推知，菊花是短日照植物，要使其提前開花，應(yīng)該縮短光照時(shí)間，C錯(cuò)誤；植物生長發(fā)育的調(diào)控，是由基因表達(dá)調(diào)控、激素調(diào)節(jié)和環(huán)境因素調(diào)節(jié)共同完成的，菊花的開花亦是如此，D正確。8．酶a、酶b與酶c是科學(xué)家分別從菠菜葉、酵母菌與大腸桿菌中純化出的ATP水解酶。研究人員分別測量其對(duì)不同濃度的ATP的水解反應(yīng)速率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。下列說法錯(cuò)誤的是()A．在同一ATP濃度下，酶a催化產(chǎn)生的最終ADP和Pi量最多B．ATP濃度相同時(shí)，酶促反應(yīng)速率大小為酶a>酶b>酶cC．各曲線達(dá)到最大反應(yīng)速率一半時(shí)，三種酶所需要的ATP濃度相同D．當(dāng)反應(yīng)速率相對(duì)值達(dá)到400時(shí)，酶a所需要的ATP濃度最低答案A解析在相同ATP濃度下，酶a催化的反應(yīng)速率相對(duì)值最高，但ADP和Pi的生成量與底物ATP的量有關(guān)，A錯(cuò)誤；由題圖可知，酶a、酶b和酶c的最大反應(yīng)速率相對(duì)值分別是1200、800和400，各曲線達(dá)到最大反應(yīng)速率一半時(shí)，三種酶需要的ATP濃度相對(duì)值均為10，C正確；當(dāng)反應(yīng)速率相對(duì)值達(dá)到400時(shí)，酶a、酶b和酶c所需要的ATP濃度依次增加，即酶a所需要的ATP濃度最低，D正確。9．胰脂肪酶抑制劑通過降低胰脂肪酶活性，減少消化器官中膳食脂肪的分解和吸收，進(jìn)而改善肥胖和高脂血癥等代謝性疾病的癥狀。奧利司他是市售胰脂肪酶抑制劑類減肥藥，但會(huì)引起胃腸道不良反應(yīng)。我國科研工作者從藥食作物苦蕎的麩皮中提取蕎麥黃酮進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如圖所示。下列相關(guān)描述正確的是()A．本實(shí)驗(yàn)的自變量是藥物的濃度B．在實(shí)驗(yàn)中，一定范圍內(nèi)的蕎麥黃酮的效果與濃度呈正相關(guān)C．蕎麥黃酮可以安全替代奧利司他成為新的減肥藥物D．蕎麥黃酮使胰脂肪酶為脂肪水解提供的能量減少答案B解析本實(shí)驗(yàn)的自變量是藥物的種類和濃度，A錯(cuò)誤；雖然蕎麥黃酮是從苦蕎的麩皮中提取的，但是否會(huì)引起其他不良反應(yīng)尚不明確，此外蕎麥黃酮的抑制效果差于奧利司他，因此蕎麥黃酮不一定可以安全替代奧利司他成為新的減肥藥物，C錯(cuò)誤；酶催化化學(xué)反應(yīng)的原理是降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，不是為反應(yīng)提供能量，D錯(cuò)誤。二、非選擇題10．洋蔥(2n＝16)是我國主要蔬菜之一，也是常用的實(shí)驗(yàn)材料。請(qǐng)回答下列問題：(1)洋蔥外表皮細(xì)胞可用于觀察質(zhì)壁分離及其復(fù)原的內(nèi)因是___________________________；若觀察到如圖所示狀態(tài)，此時(shí)細(xì)胞液濃度和外界溶液濃度的關(guān)系可能是________________(填字母)。a．細(xì)胞液濃度大于外界溶液b．細(xì)胞液濃度小于外界溶液c．細(xì)胞液濃度等于外界溶液(2)使用洋蔥管狀葉進(jìn)行“色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)，除向研缽中加入SiO2外，還需加入的試劑有__________________；分離后的最寬色素帶呈______色。(3)探究植物細(xì)胞是否含有脂肪的實(shí)驗(yàn)，宜選取洋蔥鱗片葉的________________。(4)利用洋蔥觀察植物根尖細(xì)胞有絲分裂的實(shí)驗(yàn)，制作玻片標(biāo)本的流程為________________(用文字和箭頭表示)。如圖為高倍鏡下觀察到的圖像，乙細(xì)胞中染色體的數(shù)量為______條。(5)下表為研究黑洋蔥多糖對(duì)2型糖尿病大鼠降血糖作用的部分實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)完成表格。實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆椒ú襟E要點(diǎn)制備黑洋蔥多糖溶液將純化后的黑洋蔥多糖配制成濃度為13.5g/L的溶液建立模型鼠取40只生理狀態(tài)相近的健康大鼠，腹腔注射適量四氧嘧啶溶液，72h后將大鼠禁食不禁水12h，選取空腹血糖濃度大于7.0mmol/L的大鼠為模型鼠①________________________________________________________________________取模型鼠20只，隨機(jī)均分為組1和組2；另取10只健康大鼠作為組3灌胃給藥組1按照200mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)，用生理鹽水灌胃；組2②________________________________灌胃；組3③________________________________灌胃；每天灌胃1次，持續(xù)灌胃4周④________________________________________________每周使用血糖儀測定一次答案(1)原生質(zhì)層具有選擇透過性，原生質(zhì)層的伸縮性大于細(xì)胞壁的abc(2)無水乙醇和CaCO3藍(lán)綠(3)內(nèi)表皮(4)解離→漂洗→染色→制片32(5)①(動(dòng)物或?qū)嶒?yàn))分組②按照200mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)，用黑洋蔥多糖溶液③按照200mg/kg的標(biāo)準(zhǔn)，用生理鹽水④測定空腹血糖濃度11．胰島素在細(xì)胞內(nèi)合成后借助囊泡進(jìn)行分泌。激素的囊泡分泌存在兩條分泌途徑，其一是激素合成后隨即被釋放到細(xì)胞外，稱為組成型分泌途徑；其二是激素合成后暫時(shí)儲(chǔ)存在細(xì)胞內(nèi)，受到細(xì)胞外信號(hào)刺激時(shí)再釋放到細(xì)胞外，稱為調(diào)節(jié)型分泌途徑。研究者據(jù)此做了如下實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答下列問題：(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模篲______________________________________________________________。(2)下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)原理的分析，正確的是_________________________________________。A．參與胰島素合成、分泌的膜結(jié)構(gòu)細(xì)胞器包括核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體B．胰島素由胰腺細(xì)胞合成C．在血糖濃度較低時(shí)，胰島素分泌較多D．調(diào)節(jié)型分泌途徑在短時(shí)間內(nèi)可分泌較多胰島素(3)實(shí)驗(yàn)分組(培養(yǎng)液中葡萄糖濃度均為1.5g/L)：甲組：培養(yǎng)液＋胰島B細(xì)胞＋X物質(zhì)(蛋白質(zhì)合成抑制劑，用生理鹽水配制);乙組：培養(yǎng)液＋胰島B細(xì)胞＋__________________________________________________；適宜條件下培養(yǎng)一段時(shí)間后，檢測________________________________________________。(4)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論：①若________________________________，則說明胰島素只存在組成型分泌途徑。②若________________________________，則說明胰島素只存在調(diào)節(jié)型分泌途徑。③若________________________________，則說明胰島素存在兩條分泌途徑。答案(1)探究胰島素的分泌途徑(2)D(3)等量生理鹽水各組培養(yǎng)液中胰島素含量(4)①甲組檢測無胰島素，乙組檢測有胰島素②甲、乙兩組檢測結(jié)果一致③甲組檢測到較少胰島素，乙組檢測到較多胰島素12．針灸是我國傳承千年的治療疾病的手段，以外源性刺激作用于身體特定的部位(穴位)引發(fā)系列生理學(xué)調(diào)節(jié)效應(yīng)。低強(qiáng)度電針刺激小鼠后肢穴位“足三里”可以激活迷走神經(jīng)—腎上腺抗炎通路，其過程如圖所示。已知細(xì)菌脂多糖可引起炎癥反應(yīng)，據(jù)圖回答下列問題：(1)迷走神經(jīng)是從腦干發(fā)出的參與調(diào)節(jié)內(nèi)臟活動(dòng)的神經(jīng)，屬于________(填“中樞”或“外周”)神經(jīng)系統(tǒng)。低強(qiáng)度電針刺激激活迷走神經(jīng)—腎上腺抗炎通路起到抗炎作用，是通過Prokr2神經(jīng)元進(jìn)行傳導(dǎo)的，請(qǐng)完善該調(diào)節(jié)過程涉及的反射弧：足三里→______________________→腎上腺(使用箭頭和圖中文字表示)。研究發(fā)現(xiàn)，在電針刺激“足三里”位置時(shí)，會(huì)激活一組位于四肢節(jié)段的Prokr2感覺神經(jīng)元，其延伸出去的突起部分可以將興奮以____________________(信號(hào))的形式傳向大腦的特定區(qū)域，在針灸治療過程中，興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)是__________(填“單向”或“雙向”)的。(2)已知細(xì)胞外Ca2＋對(duì)Na＋存在“膜屏障作用”。請(qǐng)結(jié)合圖示分析，臨床上患者血鈣含量偏高，針灸抗炎療效甚微的原因是_______________________________________________________，導(dǎo)致抗炎功能降低。(3)研究人員利用同等強(qiáng)度的電針刺激位于小鼠腹部的天樞穴，并沒有引起相同的抗炎反應(yīng)，原因是腹部________(填“存在”或“不存在”)迷走神經(jīng)—腎上腺抗炎通路的Prokr2感覺神經(jīng)元，這也為針灸抗炎需要在特定穴位刺激提供了解釋。(4)科研人員以健康小鼠為材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證低強(qiáng)度電針刺激激活迷走神經(jīng)—腎上腺抗炎通路是通過Prokr2感覺神經(jīng)元進(jìn)行傳導(dǎo)的。請(qǐng)完成表格：實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮喴僮鬟^程①________________________________________________選取若干生理狀況相同的小鼠分為A、B兩組設(shè)置實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組A組小鼠②____________________，B組小鼠不作處理誘發(fā)小鼠炎癥對(duì)兩組小鼠用③________________誘發(fā)炎癥檢測兩組小鼠的抗炎癥反應(yīng)分別用④______________________________________，檢測兩組小鼠的促炎細(xì)胞因子水平答案(1)外周Prokr2感覺神經(jīng)元(→脊髓)→延髓→迷走神經(jīng)電信號(hào)和化學(xué)信號(hào)單向(2)血鈣過高使Na＋內(nèi)流減少，降低了神經(jīng)細(xì)胞興奮性(3)不存在①選擇實(shí)驗(yàn)材料并分組②破壞Prokr2感覺神經(jīng)元③細(xì)菌脂多糖④低強(qiáng)度電針刺激兩組小鼠后肢穴位足三里位置專題突破2不同生物固定二氧化碳的方式比較課標(biāo)要求說明植物細(xì)胞的葉綠體從太陽光中捕獲能量，這些能量在二氧化碳和水轉(zhuǎn)變?yōu)樘桥c氧氣的過程中，轉(zhuǎn)換并儲(chǔ)存為糖分子中的化學(xué)能?？记榉治霾煌锕潭ǘ趸嫉姆绞奖容^2023·湖南·T172021·遼寧·T222021·天津·T152021·全國乙·T29典例示范某研究小組在研究小麥、玉米和蘆薈的光合作用時(shí)，分別測得三種植物一晝夜CO2吸收速率的變化量，結(jié)果如圖1：(1)圖1中小麥在10～12h光合作用速率下降的原因是______________________________。(2)據(jù)圖1判斷蘆薈在10～16h光合作用速率________(填“是”或“不是”)0。(3)小麥進(jìn)行暗反應(yīng)時(shí)，CO2被C5固定后，形成C3，但科學(xué)家在研究玉米等原產(chǎn)在熱帶地區(qū)綠色植物的光合作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，這類植物固定CO2時(shí)，CO2中的碳首先轉(zhuǎn)移到含有四個(gè)碳原子的有機(jī)物(C4)中，然后才轉(zhuǎn)移到C3中，科學(xué)家將這類植物叫作C4植物，將其特有的固定CO2的途徑叫作C4途徑；此類作物沒有“光合午休”的現(xiàn)象。而像小麥等僅有C3參與CO2固定的植物叫作C3植物，將其固定CO2的途徑叫作C3途徑。若用14C標(biāo)記大氣中的CO2，則小麥植株中14C的轉(zhuǎn)移途徑為________________________；玉米植株中14C的轉(zhuǎn)移途徑為____________________________________________________。(4)請(qǐng)據(jù)圖2比較C3、C4植物的結(jié)構(gòu)并完善表格。細(xì)胞類別C3植物C4植物維管束鞘細(xì)胞形態(tài)?、賍_______葉綠體無有，但無基?；蚧０l(fā)育不良葉肉細(xì)胞排列柵欄組織、海綿組織部分葉肉細(xì)胞與維管束鞘細(xì)胞形成“花環(huán)型”結(jié)構(gòu)葉綠體②________有，但不能進(jìn)行暗反應(yīng)(5)C3途徑的CO2固定是通過Rubisco來實(shí)現(xiàn)的；C4途徑的CO2固定是通過PEP羧化酶催化完成的，PEP羧化酶催化CO2連接到PEP上，形成四碳酸。這兩種酶對(duì)CO2的親和力不同，PEP羧化酶對(duì)CO2的親和力比Rubisco高出60多倍，有利于玉米等植物在葉肉細(xì)胞中把大氣中含量很低的CO2以C4的形式固定下來，形成C4后進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞并釋放CO2，PEP羧化酶被形象地稱為“CO2泵”。①請(qǐng)解釋玉米在10～12h光合作用速率不降反升的原因：________________________。②強(qiáng)光下，可產(chǎn)生更多的NADPH和ATP，以滿足C4植物C4途徑對(duì)ATP的額外需求。③維管束鞘細(xì)胞中的光合產(chǎn)物可就近運(yùn)入維管束，從而避免了光合產(chǎn)物累積對(duì)光合作用可能產(chǎn)生的抑制作用。(6)生長在干旱地區(qū)的植物如蘆薈、仙人掌等多肉植物，具有一種光合固定CO2的附加途徑——CAM途徑，具有CAM途徑的植物被稱為CAM植物。據(jù)圖3判斷：夜晚，植物______(填“能”或“不能”)進(jìn)行卡爾文循環(huán)。白天，植物進(jìn)行光合作用的CO2來源是____________________________________________________________________________。答案(1)溫度過高，植物蒸騰作用失水過多導(dǎo)致氣孔導(dǎo)度下降，CO2吸收減少(2)不是(3)14CO2→14C3→(14CH2O)14CO2→14C4→14CO2→14C3→(14CH2O)(4)①大②有(5)①葉肉細(xì)胞中的PEP羧化酶對(duì)CO2有很高的親和力，能濃縮低濃度的CO2，從而增加細(xì)胞中CO2的濃度(6)不能蘋果酸的分解和細(xì)胞呼吸歸納總結(jié)C3植物、C4植物和CAM植物固定CO2方式的比較(1)比較C4植物、CAM植物固定CO2的方式相同點(diǎn)：都對(duì)CO2進(jìn)行了兩次固定；不同點(diǎn)：C4植物兩次固定CO2在空間上錯(cuò)開；CAM植物兩次固定CO2在時(shí)間上錯(cuò)開。(2)比較C3、C4、CAM途徑C3途徑是碳同化的基本途徑，C4途徑和CAM途徑都只起固定CO2的作用，最終還是通過C3途徑合成有機(jī)物。對(duì)點(diǎn)精練1．(2024·合肥高三期末)玉米葉片具有特殊的結(jié)構(gòu)，其維管束鞘細(xì)胞周圍的葉肉細(xì)胞可以利用PEP羧化酶固定較低濃度的CO2，并轉(zhuǎn)移到維管束鞘細(xì)胞中釋放，參與光合作用的暗反應(yīng)。據(jù)圖分析，下列說法不正確的是()A．維管束鞘細(xì)胞的葉綠體能進(jìn)行正常的光反應(yīng)B．維管束鞘細(xì)胞中暗反應(yīng)過程仍需要ATP和NADPHC．PEP羧化酶對(duì)環(huán)境中較低濃度的CO2具有富集作用D．玉米特殊的結(jié)構(gòu)和功能，使其更適應(yīng)高溫干旱環(huán)境答案A解析光反應(yīng)的場所是葉綠體的類囊體薄膜，基粒是由類囊體堆疊而成的，維管束鞘細(xì)胞的葉綠體沒有基粒，所以維管束鞘細(xì)胞的葉綠體不能進(jìn)行正常的光反應(yīng)，A錯(cuò)誤。2．(2024·鹽城高三模擬)某些植物有如圖所示CO2濃縮機(jī)制。在葉肉細(xì)胞中，磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)可將HCOeq\o\al(－,3)轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，該有機(jī)物經(jīng)過一系列的變化，最終進(jìn)入相鄰的維管束鞘細(xì)胞釋放CO2，提高了Rubisco(固定CO2的酶)附近的CO2濃度。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．推測PEPC對(duì)無機(jī)碳的親和力高于RubiscoB．具有圖示CO2濃縮機(jī)制的植物具有較低的CO2補(bǔ)償點(diǎn)C．為卡爾文循環(huán)提供能量的是腺苷三磷酸D．圖中植物無機(jī)碳的固定場所為葉肉細(xì)胞的葉綠體和維管束鞘細(xì)胞的葉綠體答案D解析圖中植物無機(jī)碳的固定場所為葉肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和維管束鞘細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)，D錯(cuò)誤。3．(2021·天津，15)Rubisco是光合作用過程中催化CO2固定的酶。但其也能催化O2與C5結(jié)合，形成C3和C2，導(dǎo)致光合效率下降。CO2與O2競爭性結(jié)合Rubisco的同一活性位點(diǎn)，因此提高CO2濃度可以提高光合效率。(1)藍(lán)細(xì)菌具有CO2濃縮機(jī)制，如下圖所示。注：羧化體具有蛋白質(zhì)外殼，可限制氣體擴(kuò)散。據(jù)圖分析，CO2依次以________和________方式通過細(xì)胞膜和光合片層膜。藍(lán)細(xì)菌的CO2濃縮機(jī)制可提高羧化體中Rubisco周圍的CO2濃度，從而通過促進(jìn)__________和抑制____________提高光合效率。(2)向煙草內(nèi)轉(zhuǎn)入藍(lán)細(xì)菌Rubisco的編碼基因和羧化體外殼蛋白的編碼基因。若藍(lán)細(xì)菌羧化體可在煙草中發(fā)揮作用并參與暗反應(yīng)，應(yīng)能利用電子顯微鏡在轉(zhuǎn)基因煙草細(xì)胞的________中觀察到羧化體。(3)研究發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因煙草的光合速率并未提高。若再轉(zhuǎn)入HCOeq\o\al(－,3)和CO2轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因并成功表達(dá)和發(fā)揮作用，理論上該轉(zhuǎn)基因植株暗反應(yīng)水平應(yīng)________，光反應(yīng)水平應(yīng)________，從而提高光合速率。答案(1)自由擴(kuò)散主動(dòng)運(yùn)輸CO2固定O2與C5結(jié)合(2)葉綠體(3)提高提高解析(1)據(jù)圖分析，CO2進(jìn)入細(xì)胞膜的方式為自由擴(kuò)散，進(jìn)入光合片層膜時(shí)需要膜上的CO2轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白協(xié)助并消耗能量，為主動(dòng)運(yùn)輸過程。藍(lán)細(xì)菌通過CO2濃縮機(jī)制使羧化體中Rubisco周圍的CO2濃度升高，從而通過促進(jìn)CO2固定進(jìn)行光合作用，同時(shí)抑制光呼吸，最終提高光合效率。(2)若藍(lán)細(xì)菌羧化體可在煙草中發(fā)揮作用并參與暗反應(yīng)，暗反應(yīng)的場所為葉綠體基質(zhì)，故能利用電子顯微鏡在轉(zhuǎn)基因煙草的葉綠體中觀察到羧化體。(3)若轉(zhuǎn)入HCOeq\o\al(－,3)和CO2轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因并成功表達(dá)和發(fā)揮作用，理論上可以增大羧化體中CO2的濃度，使轉(zhuǎn)基因植株暗反應(yīng)水平提高，進(jìn)而消耗更多的NADPH和ATP，使光反應(yīng)水平也隨之提高，從而提高光合速率。1．(2021·全國乙，29節(jié)選)生活在干旱地區(qū)的一些植物(如植物甲)具有特殊的CO2固定方式。這類植物晚上氣孔打開吸收CO2，吸收的CO2通過生成蘋果酸儲(chǔ)存在液泡中；白天氣孔關(guān)閉，液泡中儲(chǔ)存的蘋果酸脫羧釋放的CO2可用于光合作用。若以pH作為檢測指標(biāo)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證植物甲在干旱環(huán)境中存在這種特殊的CO2固定方式。實(shí)驗(yàn)思路：取生長狀態(tài)相同的植物甲若干株隨機(jī)均分為A、B兩組；A組在(濕度適宜的)正常環(huán)境中培養(yǎng)，B組在干旱環(huán)境中培養(yǎng)，其他條件相同且適宜，一段時(shí)間后，分別檢測兩組植株夜晚同一時(shí)間液泡中的pH，并求平均值。預(yù)期結(jié)果：A組pH平均值高于B組。(簡要寫出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果)2．玉米具有特殊的CO2濃縮機(jī)制，在葉肉細(xì)胞中磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)可在PEPC的作用下和CO2結(jié)合生成草酰乙酸(OAA)，OAA經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)化最后進(jìn)入相鄰維管束鞘細(xì)胞釋放出CO2，提高了葉肉細(xì)胞內(nèi)Rubisco周圍的CO2濃度。研究表明，水稻沒有上述CO2濃縮機(jī)制，由此推斷玉米抵抗干旱的能力強(qiáng)于(填“強(qiáng)于”或“弱于”)水稻，判斷的依據(jù)是干旱環(huán)境中植物氣孔會(huì)部分關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，光合速率明顯下降，但玉米具有特殊的CO2濃縮機(jī)制，能利用較低濃度的CO2，故其抵抗干旱環(huán)境的能力更強(qiáng)。已知PEPC與無機(jī)碳的結(jié)合力遠(yuǎn)大于Rubisco，據(jù)此可以推測，夏天玉米可能不存在“光合午休”現(xiàn)象，原因是PEPC與無機(jī)碳的親合力遠(yuǎn)大于Rubisco，能利用胞間濃度較低的CO2。3．玉米的葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞間具有大量胞間連絲，意義是提高物質(zhì)運(yùn)輸效率。4．光合細(xì)胞可在光照下吸收O2釋放CO2，稱為光呼吸。存在光呼吸現(xiàn)象的根本原因在于Rubisco是一個(gè)雙功能的酶，當(dāng)CO2濃度高而O2濃度低時(shí)，RuBP(C5)與CO2結(jié)合，經(jīng)此酶催化生成2分子的PGA(C3)，進(jìn)行光合作用；反之，RuBP與O2結(jié)合，進(jìn)行光呼吸?？茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn)在某植物中存在CO2濃縮機(jī)制：葉肉細(xì)胞中產(chǎn)生一種特殊的蛋白質(zhì)微室，能將CO2濃縮在Rubisco周圍，該機(jī)制的意義是可以減少光呼吸，增加光合作用有機(jī)物的產(chǎn)量。課時(shí)精練一、選擇題1．(2024·重慶江北區(qū)高三聯(lián)考)景天酸代謝(CAM)途徑屬于某些植物特有的CO2固定方式，下列關(guān)于這類植物的敘述，錯(cuò)誤的是()A．在上午某一時(shí)刻，突然降低外界的CO2濃度，葉肉細(xì)胞中C3的含量短時(shí)間內(nèi)不變B．景天酸代謝途徑的出現(xiàn)，可能與植物適應(yīng)干旱條件有關(guān)C．給植物提供14C標(biāo)記的14CO2,14C可以出現(xiàn)在OAA、蘋果酸、C3和有機(jī)物中D．在夜晚，葉肉細(xì)胞能產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器有線粒體和葉綠體答案D解析在夜晚，葉肉細(xì)胞只能通過細(xì)胞呼吸產(chǎn)生ATP，即產(chǎn)生ATP的細(xì)胞器是線粒體，D錯(cuò)誤。2．(2024·江蘇南京第九中學(xué)高三期中)景天科植物(如景天、落地生根)的葉子有一個(gè)很特殊的CO2固定方式：夜間氣孔開放，吸收的CO2生成蘋果酸儲(chǔ)存在液泡中；白天氣孔關(guān)閉，液泡中的蘋果酸經(jīng)脫羧作用釋放CO2用于光合作用，其部分代謝途徑如圖所示。下列分析正確的是()A．如果白天適當(dāng)提高CO2濃度，景天科植物的光合作用速率將隨之提高B．由景天科植物特殊的CO2固定方式推測其可能生活在高溫干旱地區(qū)C．白天景天科植物葉肉細(xì)胞內(nèi)蘋果酸的含量和葡萄糖的含量可能呈正相關(guān)D．景天科植物參與卡爾文循環(huán)的CO2就是來源于蘋果酸的分解答案B解析白天適當(dāng)提高CO2濃度，景天科植物的光合作用速率不會(huì)提高，因?yàn)榇藭r(shí)葉肉細(xì)胞的氣孔是關(guān)閉的，A錯(cuò)誤；白天，景天科植物葉肉細(xì)胞內(nèi)蘋果酸會(huì)通過脫羧作用形成CO2參與暗反應(yīng)，進(jìn)而合成葡萄糖，即白天蘋果酸的含量和葡萄糖的含量呈負(fù)相關(guān)，C錯(cuò)誤；景天科植物中參與卡爾文循環(huán)的CO2除了來源于蘋果酸的分解外，還來源于細(xì)胞呼吸，D錯(cuò)誤。3．下列有關(guān)C3植物和C4植物代謝和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的描述，正確的是()A．C3植物多為陰生植物，C4植物多為陽生植物B．在進(jìn)行光合作用時(shí)，C3植物和C4植物分別將CO2中的C首先轉(zhuǎn)移到C3和C4中C．C3植物的葉肉細(xì)胞具有正常葉綠體，C4植物的葉肉細(xì)胞具有無基粒的葉綠體D．C4植物的維管束鞘外有“花環(huán)型”的兩圈細(xì)胞答案B解析C3植物既有陽生植物也有陰生植物，A錯(cuò)誤；C4植物的維管束鞘細(xì)胞具有無基粒的葉綠體，而葉肉細(xì)胞具有有基粒的葉綠體，C錯(cuò)誤；C4植物的葉片中，圍繞著維管束的是呈“花環(huán)型”的兩圈細(xì)胞：里面一圈是維管束鞘細(xì)胞，外面一圈是一部分葉肉細(xì)胞，D錯(cuò)誤。4．C4植物是指生長過程中從空氣中吸收CO2后，首先合成含四個(gè)碳原子化合物的植物，其能濃縮空氣中低濃度的CO2用于光合作用。玉米屬于C4植物，較C3植物具有生長能力強(qiáng)、需水量少等優(yōu)點(diǎn)。如圖為C4植物光合作用固定CO2過程的簡圖。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．C4植物葉肉細(xì)胞固定CO2時(shí)不產(chǎn)生C3，而是形成蘋果酸或天冬氨酸B．據(jù)圖推測暗反應(yīng)的場所在葉肉細(xì)胞中C．由CO2濃縮機(jī)制可推測，PEP羧化酶對(duì)CO2的親和力高于RubiscoD．圖中丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿嵯┐际奖?C3)的過程屬于吸能反應(yīng)答案B5．根據(jù)光合作用中CO2固定方式的不同，植物可分為多種類型，其中C3和C4植物的光合速率隨外界CO2濃度的變化如圖所示(CO2飽和點(diǎn)是指植物光合速率開始達(dá)到最大值時(shí)的外界CO2濃度)。據(jù)圖分析，下列說法錯(cuò)誤的是()A．在低CO2濃度下，C4植物光合速率更易受CO2濃度變化的影響B(tài)．在C4植物CO2飽和點(diǎn)時(shí)，C4植物的光合速率要比C3植物的低C．適當(dāng)擴(kuò)大C3植物的種植面積，可能更有利于實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)D．在干旱條件下，氣孔開度減小，C4植物生長效果要優(yōu)于C3植物答案B解析分析題圖可知，在低CO2濃度下，CO2濃度稍微提高，C4植物光合速率快速提高，C3植物在CO2濃度很低時(shí)不進(jìn)行光合作用，故C4植物光合速率更易受CO2濃度變化的影響，A正確；根據(jù)圖示，在C4植物CO2飽和點(diǎn)(外界CO2體積分?jǐn)?shù)為300×10－6左右)時(shí)，C4植物的光合速率要比C3植物的高，B錯(cuò)誤；C3植物的CO2飽和點(diǎn)更高，能利用更多的CO2，故適當(dāng)擴(kuò)大C3植物的種植面積，可能更有利于實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)，C正確；在干旱條件下，氣孔開度減小，C4植物能利用更低濃度的CO2，生長效果要優(yōu)于C3植物，D正確。6．在干旱、高溫條件下，玉米(C4植物)由于含有磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)，其利用CO2的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于水稻(C3植物)，具有明顯的生長及產(chǎn)量優(yōu)勢。育種專家從玉米的基因組中分離出PEPC基因，培育出高光合效率的轉(zhuǎn)基因水稻。下列敘述正確的是()A．鑒定時(shí)須測定并比較轉(zhuǎn)基因水稻與非轉(zhuǎn)基因水稻同化CO2的速率B．DNA聚合酶與PEPC基因上的啟動(dòng)子結(jié)合后能驅(qū)動(dòng)該基因轉(zhuǎn)錄C．可使用PCR技術(shù)檢測PEPC基因是否在轉(zhuǎn)基因水稻中成功表達(dá)D．基于轉(zhuǎn)基因水稻的科學(xué)研究，體現(xiàn)了生物多樣性的間接價(jià)值答案A解析RNA聚合酶識(shí)別并結(jié)合啟動(dòng)子，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄，DNA聚合酶催化合成DNA，B錯(cuò)誤；PCR技術(shù)可檢測目的基因及其轉(zhuǎn)錄出的RNA，但不能檢測翻譯是否成功，C錯(cuò)誤；基于轉(zhuǎn)基因水稻的科學(xué)研究，體現(xiàn)了生物多樣性的直接價(jià)值，D錯(cuò)誤。7．藍(lán)細(xì)菌能通過產(chǎn)生的一組特殊蛋白質(zhì)將CO2濃縮在Rubisco(固定CO2的關(guān)鍵酶)周圍?？茖W(xué)家們?cè)谒{(lán)細(xì)菌這一CO2濃縮機(jī)制的研究中又有新發(fā)現(xiàn)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．Rubisco是在藍(lán)細(xì)菌的核糖體上合成的B．藍(lán)細(xì)菌中含有DNA和RNA，其DNA主要位于擬核中C．藍(lán)細(xì)菌的CO2濃縮機(jī)制可能是自然選擇的結(jié)果D．藍(lán)細(xì)菌中催化H2O光解的酶與Rubisco相同答案D解析酶具有專一性，藍(lán)細(xì)菌中催化H2O光解的酶與Rubisco不同，后者用于CO2的固定，D錯(cuò)誤。8．科學(xué)家研究出二氧化碳到淀粉的人工合成途徑，這是基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的重大突破，技術(shù)路徑如圖所示，圖中①～⑥表示相關(guān)過程，下列分析不正確的是()A．該系統(tǒng)與葉肉細(xì)胞相比，不進(jìn)行細(xì)胞呼吸消耗糖類，能積累更多的有機(jī)物B．該過程④⑤⑥類似于固定二氧化碳產(chǎn)生糖類的過程C．該過程實(shí)現(xiàn)了“光能→活躍的化學(xué)能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能”的能量轉(zhuǎn)化D．該過程能更大幅度地緩解糧食短缺，同時(shí)能節(jié)約耕地和淡水資源答案C解析該系統(tǒng)與葉肉細(xì)胞相比，不進(jìn)行細(xì)胞呼吸，即不消耗糖類，該系統(tǒng)與葉肉細(xì)胞相比，在相同條件下能積累更多的有機(jī)物，A正確；該過程④⑤⑥形成有機(jī)物，類似于固定二氧化碳產(chǎn)生糖類的過程，B正確；該過程實(shí)現(xiàn)了“光能→有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能”的能量轉(zhuǎn)化，C錯(cuò)誤；該研究成果的意義在于有助于實(shí)現(xiàn)碳中和、緩解人類糧食短缺問題，同時(shí)可以節(jié)約耕地和淡水資源，D正確。9．圖甲是將玉米的PEPC酶(與CO2的固定有關(guān))基因與PPDK酶(催化CO2初級(jí)受體“PEP”的生成)基因?qū)胨竞?，在某一溫度下測得光照強(qiáng)度對(duì)轉(zhuǎn)雙基因水稻和原種水稻的凈光合速率影響如圖甲；圖乙是在光照為1000Lux下測得溫度影響凈光合速率的變化曲線(凈光合速率是指植物光合作用積累的有機(jī)物，是總光合速率減去呼吸速率的值)。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．PEPC酶在轉(zhuǎn)雙基因水稻葉肉細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)中發(fā)揮作用B．將溫度調(diào)整為35℃，重復(fù)圖甲相關(guān)實(shí)驗(yàn)，A點(diǎn)會(huì)向左下方移動(dòng)C．與原種水稻相比，轉(zhuǎn)雙基因水稻更適宜栽種在強(qiáng)光照環(huán)境中D．圖甲溫度條件下，轉(zhuǎn)雙基因水稻與原種水稻的細(xì)胞呼吸強(qiáng)度相等答案B解析PEPC酶與CO2的固定有關(guān)，CO2固定的場所是葉綠體基質(zhì)，故轉(zhuǎn)基因成功后，正常情況下，PEPC酶在水稻葉肉細(xì)胞的葉綠體基質(zhì)中發(fā)揮作用，A正確；由圖甲可知，a點(diǎn)表示在1000Lux光照強(qiáng)度下轉(zhuǎn)雙基因水稻的凈光合速率是25CO2μmol·m－2·s－1，對(duì)應(yīng)圖乙的溫度是30℃，據(jù)圖乙可知，在30℃、1000Lux光照強(qiáng)度條件下，水稻的光合速率小于35℃時(shí)，故將溫度調(diào)整為35℃重復(fù)圖甲相關(guān)實(shí)驗(yàn)，則凈光合速率增大，a點(diǎn)向右上方移動(dòng)，B錯(cuò)誤；由圖甲可知，轉(zhuǎn)雙基因水稻的光飽和點(diǎn)要高于原種水稻，所以更適合栽種在強(qiáng)光照環(huán)境中，C正確；由圖甲可知，當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí)，兩條曲線的起點(diǎn)相同，故該溫度條件下，兩者細(xì)胞呼吸強(qiáng)度相等，D正確。二、非選擇題10．(2023·湖南，17)如圖是水稻和玉米的光合作用暗反應(yīng)示意圖。卡爾文循環(huán)的Rubisco酶對(duì)CO2的Km為450μmol·L－1(K越小，酶對(duì)底物的親和力越大)，該酶既可催化RuBP與CO2反應(yīng)，進(jìn)行卡爾文循環(huán)，又可催化RuBP與O2反應(yīng)，進(jìn)行光呼吸(綠色植物在光照下消耗O2并釋放CO2的反應(yīng))。該酶的酶促反應(yīng)方向受CO2和O2相對(duì)濃度的影響。與水稻相比，玉米葉肉細(xì)胞緊密圍繞維管束鞘，其中葉肉細(xì)胞葉綠體是水光解的主要場所，維管束鞘細(xì)胞的葉綠體主要與ATP生成有關(guān)。玉米的暗反應(yīng)先在葉肉細(xì)胞中利用PEPC酶(PEPC對(duì)CO2的Km為7μmol·L－1)催化磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)與CO2反應(yīng)生成C4，固定產(chǎn)物C4轉(zhuǎn)運(yùn)到維管束鞘細(xì)胞后釋放CO2，再進(jìn)行卡爾文循環(huán)。回答下列問題：(1)玉米的卡爾文循環(huán)中第一個(gè)光合還原產(chǎn)物是________________(填具體名稱)，該產(chǎn)物跨葉綠體膜轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)合成________(填“葡萄糖”“蔗糖”或“淀粉”)后，再通過____________長距離運(yùn)輸?shù)狡渌M織器官。(2)在干旱、高光照強(qiáng)度環(huán)境下，玉米的光合作用強(qiáng)度________(填“高于”或“低于”)水稻。從光合作用機(jī)制及其調(diào)控分析，原因是______________________________(答出三點(diǎn)即可)。(3)某研究將藍(lán)細(xì)菌的CO2濃縮機(jī)制導(dǎo)入水稻，水稻葉綠體中CO2濃度大幅提升，其他生理代謝不受影響，但在光飽和條件下水稻的光合作用強(qiáng)度無明顯變化。其原因可能是________________________________________________________________(答出三點(diǎn)即可)。答案(1)3－磷酸甘油醛蔗糖維管組織(2)高于高光照條件下玉米可以將光合產(chǎn)物及時(shí)轉(zhuǎn)移；玉米的PEPC酶對(duì)CO2的親和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通過PEPC酶生成C4，使維管束鞘內(nèi)的CO2濃度高于外界環(huán)境，抑制玉米的光呼吸(3)酶的活性達(dá)到最大，對(duì)CO2的利用率不再提高；受到ATP以及NADPH等物質(zhì)含量的限制；原核生物和真核生物光合作用機(jī)制有所不同解析(1)玉米的光合作用過程與水稻相比，雖然CO2的固定過程不同，但其卡爾文循環(huán)的過程是相同的，結(jié)合水稻的卡爾文循環(huán)圖解，可以看出CO2固定的直接產(chǎn)物是3－磷酸甘油酸，然后直接被還原成3－磷酸甘油醛。3－磷酸甘油醛在葉綠體中被轉(zhuǎn)化成淀粉，在葉綠體外被轉(zhuǎn)化成蔗糖，蔗糖是植物長距離運(yùn)輸?shù)闹饕穷?，蔗糖是通過維管組織進(jìn)行長距離運(yùn)輸?shù)摹?2)干旱、高光照強(qiáng)度時(shí)會(huì)導(dǎo)致植物部分氣孔關(guān)閉，吸收的CO2減少，而玉米的PEPC酶對(duì)CO2的親和力比水稻的Rubisco酶更高；玉米能通過PEPC酶生成C4，使維管束鞘內(nèi)的CO2濃度高于外界環(huán)境，抑制玉米的光呼吸；且玉米能將葉綠體內(nèi)的光合產(chǎn)物通過維管組織及時(shí)轉(zhuǎn)移出細(xì)胞。因此在干旱、高光照強(qiáng)度環(huán)境下，玉米的光合作用強(qiáng)度高于水稻。(3)將藍(lán)細(xì)菌的CO2濃縮機(jī)制導(dǎo)入水稻葉肉細(xì)胞，只是提高了葉肉細(xì)胞內(nèi)的CO2濃度，而植物的光合作用強(qiáng)度受到很多因素的影響，在光飽和條件下如果光合作用強(qiáng)度沒有明顯提高，可能是水稻的酶活性達(dá)到最大，對(duì)CO2的利用率不再提高，或是受到ATP和NADPH等物質(zhì)含量的限制，也可能是因?yàn)樗{(lán)細(xì)菌是原核生物，水稻是真核生物，二者的光合作用機(jī)制有所不同。11．同一地區(qū)種植玉米(C4植物)和水稻(C3植物)兩種作物，夏季晴朗白天，水稻出現(xiàn)“光合午休”現(xiàn)象，而玉米沒有此現(xiàn)象。研究